一流課程建設(shè)背景下大學(xué)物理線上線下混合課程的建設(shè)與實(shí)踐

劉玉潔 鄭 麗 石 瑛 黃 艷 熊 力

(大連工業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)部 遼寧 大連 116034)

當(dāng)前，我國正處于從高等教育大國向高等教育強(qiáng)國邁進(jìn)的關(guān)鍵時期，要使得高等教育得到內(nèi)涵式發(fā)展，首要的任務(wù)就是提升教育質(zhì)量，而課程又是提升教育質(zhì)量的根本落腳點(diǎn)，也是大學(xué)與社會進(jìn)步、科技發(fā)展相互溝通的橋梁，更與學(xué)生的個人發(fā)展密切相關(guān).發(fā)布于2019年10月的《教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見》中指出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，課程質(zhì)量直接決定人才培養(yǎng)質(zhì)量.因此，一流課程建設(shè)便成了新時代我國建設(shè)高等教育強(qiáng)國之路的重大戰(zhàn)略決策.在這樣的大背景之下，建設(shè)什么樣的一流課程、如何建設(shè)一流課程成為高校課程建設(shè)的重中之重[1].

在一流課程建設(shè)的背景下，理工科高校正在著力深化本科教育教學(xué)改革，而“大學(xué)物理”作為理工科專業(yè)學(xué)生一門重要的通識必修課，就要通過教學(xué)改革路徑的探索在理工科高?！半p一流”建設(shè)中發(fā)揮更大的作用.下面我們就基于筆者2021年獲批的遼寧省大學(xué)物理線上線下混合一流課程，淺談“大學(xué)物理”線上線下混合一流本科課程建設(shè)的探索與實(shí)踐.

1 課程的定位與課程的目標(biāo)

“大學(xué)物理”是理工科專業(yè)學(xué)生一門重要的通識必修課，是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本最普遍的運(yùn)動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科，在培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力等方面起到舉足輕重的作用，并且該課程也是后續(xù)專業(yè)課程的基礎(chǔ)[2].根據(jù)學(xué)生的基本情況結(jié)合所學(xué)專業(yè)，本校大學(xué)物理分為3種學(xué)時：第一種為56學(xué)時，授課對象為生物學(xué)院、食品學(xué)院的全部學(xué)生以及藝術(shù)學(xué)院和服裝學(xué)院的部分專業(yè)的學(xué)生，開課學(xué)期為大一下學(xué)期.第二種為72學(xué)時，授課對象為我校輕化學(xué)院和紡材學(xué)院的全體學(xué)生，開課學(xué)期為大一下學(xué)期(40學(xué)時)和大二上學(xué)期(32學(xué)時).第三種為88學(xué)時，授課對象為我校信息學(xué)院和機(jī)械學(xué)院的全體學(xué)生，開課學(xué)期為大一下學(xué)期(48學(xué)時)和大二上學(xué)期(40學(xué)時).學(xué)生通過大學(xué)物理課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)該達(dá)到以下目標(biāo)：

(1)具備了扎實(shí)的物理學(xué)知識，并能夠?qū)⑽锢韺W(xué)知識與專業(yè)知識相結(jié)合，用于解決復(fù)雜的工程問題.

(2)能夠基于物理學(xué)知識和專業(yè)知識的原理，識別、表達(dá)，并通過文獻(xiàn)研究，分析工程問題，提出解決方案，并進(jìn)行比較和綜合，以獲得有效結(jié)論.

(3)通過物理學(xué)中所學(xué)的科學(xué)思維方法，學(xué)生具備了獨(dú)立分析和處理相關(guān)問題的能力、較強(qiáng)的自學(xué)和吸收新知識的能力、終身學(xué)習(xí)的能力；通過物理學(xué)中科學(xué)研究方法的學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神、創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新意識.

(4)通過展示物理學(xué)史、重要物理思想的產(chǎn)生背景和條件、物理發(fā)展與人類社會發(fā)展的相互作用等，使學(xué)生了解物理與科技進(jìn)步、社會發(fā)展之間的關(guān)系，了解物理科學(xué)的思想體系和物理的文化價值，培養(yǎng)與熏陶學(xué)生的科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度、科學(xué)審美及科學(xué)情操.

2 課程團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

課程團(tuán)隊(duì)在教學(xué)運(yùn)行和教學(xué)改革中發(fā)揮著不可替代的積極作用，高素質(zhì)的課程團(tuán)隊(duì)也是一流課程建設(shè)的重要保障.本校大學(xué)物理課程團(tuán)隊(duì)成員均具有多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，最年輕的教師也已具有5年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)評價均良好以上.教師們多人次獲得校級教學(xué)評價優(yōu)秀獎、校級和省級教學(xué)大賽獎等.本團(tuán)隊(duì)成員均積極開展教學(xué)改革方面的研究，主持教改項(xiàng)目多項(xiàng)，獲得教學(xué)成果獎多項(xiàng).積極參加大學(xué)物理教學(xué)指導(dǎo)委員會、物理學(xué)會等組織的線上或線下的教學(xué)會議，增進(jìn)與國內(nèi)同行的交流與學(xué)習(xí)，獲得教學(xué)改革的前沿動態(tài)，明確課程的建設(shè)方向與內(nèi)容[3].

3 課程資源的建設(shè)

3.1 知識點(diǎn)講解視頻庫的建設(shè)

首先我們按照章節(jié)進(jìn)行了任務(wù)分配，然后每個成員將自己的章節(jié)任務(wù)按照知識點(diǎn)進(jìn)行了梳理，保證每個知識點(diǎn)視頻的時間控制在10 min以內(nèi)，每個知識點(diǎn)的內(nèi)容除了基本理論、定理、定律和概念的講解之外，還要酌情融入相關(guān)的前沿動態(tài)、課程思政、演示實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容，不但可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也彌補(bǔ)了課堂教學(xué)不能實(shí)現(xiàn)的回看功能，方便學(xué)生對知識點(diǎn)進(jìn)行復(fù)習(xí)和鞏固.

3.2 同步自測題講解視頻庫的建設(shè)

首先將《大學(xué)物理學(xué)習(xí)與解題指導(dǎo)》的同步自測題按照章節(jié)進(jìn)行任務(wù)分配，接下來各個組員開始著手進(jìn)行視頻錄制，視頻錄制按照單項(xiàng)選擇題、填空題、簡算題以及計(jì)算題進(jìn)行分別錄制.

3.3 課程思政元素庫的建設(shè)

各門課程都承擔(dān)著立德樹人的根本任務(wù)，大學(xué)物理課程，具有受眾面廣、實(shí)踐性強(qiáng)、思政資源豐富的優(yōu)勢，該課程對培養(yǎng)學(xué)生知難而上、大膽質(zhì)疑、百折不撓、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新的科學(xué)精神以及正確的價值觀和世界觀的樹立有著不可低估的作用.這些能力和素養(yǎng)是學(xué)生在今后勝任任何領(lǐng)域工作時所需要的優(yōu)秀特質(zhì),所以在大學(xué)物理課程實(shí)施課程思政是實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的價值引領(lǐng)、能力培養(yǎng)和知識傳授有機(jī)融合的有效途徑.課組成員分工協(xié)作，按照章節(jié)進(jìn)行了任務(wù)的分配以及課程思政元素庫的建立.

3.4 演示實(shí)驗(yàn)視頻庫的建設(shè)

物理理論與實(shí)驗(yàn)是相輔相成、密不可分的，理論知識需要實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證，而實(shí)驗(yàn)又反過來加深了學(xué)生對于理論知識的理解和掌握.學(xué)生通過錄制實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的演示實(shí)驗(yàn)，或者通過查閱資料尋找網(wǎng)上的演示實(shí)驗(yàn)視頻，不但豐富了課堂教學(xué)內(nèi)容，提高了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高了學(xué)生的參與度，同時也潛移默化地培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、整理分析和提煉知識點(diǎn)、視頻剪輯等綜合能力.

3.5 應(yīng)用案例庫的建設(shè)

培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才是應(yīng)用型大學(xué)的辦學(xué)目標(biāo)和理念，而大學(xué)物理作為理工科學(xué)生的必修公共基礎(chǔ)課，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、解決和分析復(fù)雜工程問題能力的方面也具有不可替代的地位.比如雨滴下落速度的研究、最速降線的研究、液晶顯示原理的解釋等等，通過這些跟生活息息相關(guān)的工程案例庫的建立，培養(yǎng)了學(xué)生能夠基于物理學(xué)知識和專業(yè)知識的原理，識別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究，分析工程問題，提出解決方案，并進(jìn)行比較和綜合，以獲得有效結(jié)論的能力.提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升了學(xué)生解決問題之后的自信心和自豪感，也為他們以后就業(yè)過程中解決實(shí)際問題奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

4 課程的組織實(shí)施

4.1 課前

4.1.1 建立師生聯(lián)系方式

通過建立一個教學(xué)大班的微信群、超星學(xué)習(xí)通的班級群，跟學(xué)生之間進(jìn)行信息溝通，包括發(fā)布通知、收取作業(yè)、課后測驗(yàn)等.

4.1.2 教學(xué)平臺以及建課方式

以超星學(xué)習(xí)通為平臺，建課方式為自建+引進(jìn)，通過學(xué)習(xí)通的示范教學(xué)包引進(jìn)課程，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，根據(jù)授課章節(jié)的內(nèi)容，酌情安排線下授課和線上引進(jìn)資源的觀看.提前在平臺上傳授課課件、作業(yè)題庫、考試題庫、教學(xué)安排等網(wǎng)絡(luò)資源.

4.1.3 發(fā)布教學(xué)安排

課前提前在教學(xué)平臺上發(fā)布上課通知， 提醒學(xué)生線上教學(xué)流程，以便學(xué)生有針對性地了解即將授課的內(nèi)容和自己需要做的課前準(zhǔn)備，這對于初次接觸大學(xué)物理課程、剛剛?cè)雽W(xué)的大一學(xué)生來說是非常有必要的，可以大大地緩解學(xué)生的焦慮感.

4.1.4 提前推送預(yù)習(xí)內(nèi)容

預(yù)習(xí)內(nèi)容包括慕課視頻、電子教材、預(yù)習(xí)檢測題.大學(xué)物理的內(nèi)容是基于高中物理的延續(xù)，對于一些概念性的內(nèi)容，完全可以在課前推送給學(xué)生，這些內(nèi)容是學(xué)生在中學(xué)階段就有所了解的.提前推送，一方面，便于學(xué)生及時復(fù)習(xí)一下高中忘記了的內(nèi)容；另外一方面，可以為課堂教學(xué)節(jié)省一部分時間，對于學(xué)時很緊張的課堂教學(xué)來說，簡直就是雪中送炭.比如，講到機(jī)械波的時候，可提前將波的概念、波的分類、橫波縱波的區(qū)分等等提前推送給學(xué)生并發(fā)布相關(guān)的課前檢測題.教師通過學(xué)習(xí)通平臺查看學(xué)生的回答情況，進(jìn)而獲取學(xué)生已有的認(rèn)知情況，以便線上直播教學(xué)中有的放矢、有針對性地進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì).

4.1.5 課前考勤

對于線上慕課的過程，提前5 min，在學(xué)習(xí)通發(fā)布簽到，了解學(xué)生的出勤情況.當(dāng)然，在課程進(jìn)行中，也可以隨機(jī)發(fā)布簽到，了解學(xué)生是否一直在課堂聽課.

4.2 課中

4.2.1 精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是教學(xué)最核心的部分，教學(xué)內(nèi)容需要突出重點(diǎn)、講清難點(diǎn)、穿插趣點(diǎn)，因此我們對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)：通過穿插演示實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對于比較晦澀難懂的物理規(guī)律的理解；通過增加生活實(shí)例，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力；增加前沿性、學(xué)術(shù)性內(nèi)容的講解，提高學(xué)生對物理的學(xué)習(xí)興趣，揭開物理的神秘面紗，讓學(xué)生覺得物理知識并不是那么遙不可及；通過工程案例導(dǎo)入課程，學(xué)生分析問題、解決問題的能力在潛移默化中就會大大提升，同時學(xué)生會覺得她所學(xué)習(xí)的物理知識，大有用武之地，不再是空中樓閣；通過實(shí)施課程思政，培養(yǎng)學(xué)生不屈不撓、不畏權(quán)威、淡泊名利的科學(xué)素養(yǎng).

4.2.2 信息化教學(xué)手段與課堂教學(xué)深度融合

利用 PPT與板書相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)知識的有效推演，利用超星學(xué)習(xí)通平臺發(fā)布上課通知和教學(xué)流程，利用選人、投票、搶答、隨堂練習(xí)等實(shí)現(xiàn)課堂互動，及時了解和測試學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)效果.

4.3 課后

4.3.1 及時發(fā)布課后作業(yè)

每次課后留一次作業(yè)，題型涉及選擇、填空、計(jì)算.利用學(xué)習(xí)通平臺自動批閱客觀題結(jié)合手動批改主觀題，在下一次上課之前批改完畢，評選出示范作業(yè)加以鼓勵和表揚(yáng)，并且在下次上課的第一個環(huán)節(jié)進(jìn)行作業(yè)講評反饋，這樣就可以讓學(xué)生將學(xué)習(xí)過程中遇到的問題及時消化掉，不至于影響后續(xù)知識點(diǎn)的學(xué)習(xí).這個環(huán)節(jié)，還可以利用學(xué)習(xí)通的生生互評功能，這不僅有助于培養(yǎng)學(xué)生之間相互協(xié)作的精神, 調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，而且也使得學(xué)生對該次作業(yè)知識的理解又更進(jìn)了一步.

4.3.2 每章一次章節(jié)測驗(yàn)

本學(xué)期大學(xué)物理講授的內(nèi)容為質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、機(jī)械振動和機(jī)械波、波動光學(xué)、量子物理基礎(chǔ)，共進(jìn)行4次測驗(yàn).其中有2次測驗(yàn)題型為選擇題、填空題和計(jì)算題相結(jié)合的形式，另外2次測驗(yàn)為全部選擇題，通過隨機(jī)組卷、題目亂序、選項(xiàng)亂序、壓縮時間的方式進(jìn)行考核.

題目的設(shè)計(jì)，本著由淺入深、階梯性提高的原則,注重于物理規(guī)律的綜合運(yùn)用,所有試題均在原有復(fù)習(xí)資料的基礎(chǔ)上做了創(chuàng)新，提高了問題的挑戰(zhàn)度，充分體現(xiàn)兩性一度的教學(xué)理念.

考慮到受到網(wǎng)絡(luò)情況的限制，考試的時間設(shè)置比較人性化，比如將考試時間選定為早8：00到晚8：00，在該時間內(nèi)酌情選擇自己網(wǎng)絡(luò)情況比較好的時候進(jìn)入考試.在考試之后的線下習(xí)題課中，對試題中錯誤較多的地方進(jìn)行集中講解.

4.3.3 每周進(jìn)行一次答疑

每周固定時間進(jìn)行答疑，首先將各班級課代表收集來的學(xué)生的問題匯總，集中講解.然后個別學(xué)生遇到的問題，學(xué)生可以通過微信、學(xué)習(xí)通班級群聊發(fā)布，教師及時進(jìn)行答疑，也通過加分鼓勵學(xué)生之間的互動答疑.

4.3.4 每周發(fā)布一次討論

討論的內(nèi)容可以是某一個物理原理的實(shí)際應(yīng)用，可以是一個思政元素的挖掘，可以利用學(xué)習(xí)通將某一次作業(yè)中學(xué)生錯誤率比較高的題目直接轉(zhuǎn)發(fā)到討論區(qū)進(jìn)行大討論，也可以是歷屆考試中的典型題目，通過積分獎勵，鼓勵更多的學(xué)生參與其中，檢驗(yàn)學(xué)生對于知識的掌握和理解程度.還可以是某一章的思維導(dǎo)圖，學(xué)生通過構(gòu)建出清晰的知識脈絡(luò)，而加深對知識的理解.

后續(xù)準(zhǔn)備設(shè)計(jì)拓展性的討論題，可以包括工程實(shí)踐、動手操作實(shí)踐、課程論文等形式的課題,引導(dǎo)學(xué)生積極探索和研究,學(xué)生可根據(jù)實(shí)際情況和興趣愛好,自愿參與相應(yīng)的項(xiàng)目,分層次兼顧到不同基礎(chǔ)和不同能力的學(xué)生.

4.3.5 多維度的考核方式

學(xué)生的最終成績按照課程章節(jié)視頻任務(wù)點(diǎn)、作業(yè)、章節(jié)測驗(yàn)、課堂互動、討論、簽到、課程演示實(shí)驗(yàn)視頻或課程應(yīng)用論文等環(huán)節(jié)按照一定的權(quán)重疊加而成.通過教師的精心設(shè)計(jì)、辛勤付出以及學(xué)生的積極配合，最終獲得了良好的教學(xué)效果.后續(xù)會考慮在考核環(huán)節(jié)加入工程案例、思政元素等，通過考核方式的不斷優(yōu)化和完善，為培養(yǎng)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才提供支撐.

5 課程的特色

5.1 創(chuàng)新教學(xué)模式

課件和板書相結(jié)合，采取了翻轉(zhuǎn)課堂、知識點(diǎn)和同步自測題的詳細(xì)微課視頻、學(xué)習(xí)通平臺多種課堂互動模式等提高了課堂教學(xué)效果，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性.

5.2 重塑教學(xué)內(nèi)容

融入前沿性、時代性內(nèi)容，增加與課堂內(nèi)容密切相關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)視頻、潤物無聲地實(shí)施了課程思政，并且酌情引入工程應(yīng)用案例，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生為主體，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將所學(xué)理論知識串聯(lián)起來進(jìn)行綜合分析，加深了對理論知識的理解，培養(yǎng)了學(xué)生積極探索、理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是、自主學(xué)習(xí)等科學(xué)素養(yǎng).

5.3 優(yōu)化課程考核機(jī)制

5.3.1 采取了靈活多樣的評價方式

分組作業(yè)、作業(yè)的生生互評模式、自行錄制演示實(shí)驗(yàn)視頻、查閱文獻(xiàn)寫出課程應(yīng)用論文、平臺的題目亂序和選項(xiàng)亂序的測驗(yàn)方式等多維度的考核評價方式，有效地保證了教學(xué)過程的順利進(jìn)行.

5.3.2 期末采取校際間命題

實(shí)行教考分離是建立科學(xué)、規(guī)范教學(xué)質(zhì)量評價體系的重要組成部分，是教學(xué)管理制度改革的重要內(nèi)容，對于端正學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、教師的工作態(tài)度都有著非常重要的意義.

5.4 深度融合信息化教學(xué)手段于課堂教學(xué)

借助于信息化教學(xué)手段，實(shí)時動態(tài)地進(jìn)行學(xué)情分析，有的放矢地進(jìn)行檢測和調(diào)整，是課堂教學(xué)質(zhì)量得以提高的有力保障.

6 課程的建設(shè)成效

基于一流課程的建設(shè)原則與基本要求，通過精心設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、優(yōu)化課堂教學(xué)模式、完善多維度的考評方式等，大學(xué)物理課程改革取得了較為顯著的成效.

6.1 學(xué)生成績得到提高

從考核情況來看，有的學(xué)生期末卷面成績是滿分，有的班級不及格率下降到了6%，這也是近幾年的最好成績.

6.2 學(xué)生能力得到加強(qiáng)

通過生生互評、分組任務(wù)、查閱資料進(jìn)行分析和整理并且制作演示實(shí)驗(yàn)視頻、課堂實(shí)時互動、翻轉(zhuǎn)課堂等等，學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、查閱文獻(xiàn)能力、自主學(xué)習(xí)能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力均得到顯著的提高.

6.3 學(xué)生對課程的滿意程度大幅提高

學(xué)生的課堂出勤率得到了明顯的提高，課堂參與度大幅提升，課堂氣氛活躍，通過期末的匿名調(diào)查問卷，90%以上的學(xué)生認(rèn)為學(xué)習(xí)本課程無論在知識上還是在能力上都有很多的收獲，也一致表示支持課程的教學(xué)改革.

6.4 課程組教師的信息技術(shù)應(yīng)用能力得到明顯提高

通過線上線下混合教學(xué)模式，課程組教師合理有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源以及信息化教學(xué)手段，不但提高了課堂教學(xué)效率，而且潛移默化中自己的信息技術(shù)應(yīng)用能力得到了明顯的提高，這也為疫情常態(tài)化情況下的教學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).

7 結(jié)束語

時代在不斷發(fā)展，課程改革也必須與時俱進(jìn)，我們需要時刻關(guān)注制約課程教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量提高的一些關(guān)鍵性問題，摸索和探究大學(xué)物理這門必修基礎(chǔ)課支撐優(yōu)勢學(xué)科發(fā)展和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)需要的教學(xué)改革策略，通過提升課程組成員的綜合能力，結(jié)合學(xué)生的調(diào)查問卷以及教師的教學(xué)實(shí)踐不斷更新和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源，積極推進(jìn)課程教學(xué)質(zhì)量的提高，為一流課程的建設(shè)貢獻(xiàn)出自己的一份力量.